可再生能源电力转换利用系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种可再生能源电力转换利用系统，包括可再生能源电厂、电解制氢装置、反应器、锅炉以及CO2捕集装置；所述可再生能源电厂连接所述电解制氢装置，为所述电解制氢装置提供电力；所述电解制氢装置连接所述反应器，为所述反应器提供氢气；所述锅炉连接所述CO2捕集装置，对生物质原料进行燃烧处理并将燃烧产生的烟气输送至所述CO2捕集装置；所述CO2捕集装置连接所述反应器，将从烟气中捕集的CO2提供给所述反应器。本实用新型专利技术将生物质利用与可再生能源的电力转换利用结合起来，利用Power

【技术实现步骤摘要】
可再生能源电力转换利用系统


[0001]本技术涉及可再生能源电力转换
，尤其涉及一种可再生能源电力转换利用系统。

技术介绍

[0002]我国的可再生能源储量丰富，近年来可再生能源的装机量和发电量都获得了长足发展。但是，由于可再生能源主要集中在三北、西部等用电负荷较低的地区，受限于输电走廊容量的限制，部分区域出现了电量供过于求的现象，导致了弃风、弃光问题。发展可再生能源是实现节能减排的重要途径，弃风、弃光浪费了大量碳减排的潜力与空间，不利于碳减排目标的实现。
[0003]解决可再生能源发电消纳难题的一种可行途径是实现电力转换利用，即Power
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X技术，通过电解制氢等装置，将可再生能源发电转换为其他具备高附加值的产品或服务，避开输电瓶颈，转换后的产品或服务可以替换部分化石能源产业链，从而能充分发挥可再生能源在碳减排上的重要作用。例如，将可再生能源发电转换为甲烷、甲醇、甲酸、合成气等工业原料或燃料，能替换部分传统的煤化工、石油化工等产业，降低了化石能源的消耗，碳减排效果显著，而且甲烷、甲醇、甲酸、合成气等能通过管道、罐车等进行输运，避开了输电线路的限制，是解决弃风、弃光问题的可行途径。
[0004]但是，在电力转换利用过程中还存在一个重要的问题，那就是碳的来源问题。无论是甲烷、甲醇，还是甲酸、合成气，其制取过程中都需要利用大量的CO2作为输入原料，典型的Power
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X的工艺路径为：可再生能源发电
→r/>电解制氢
→
氢气与CO2反应生成各种产物，因此必须提供足量的CO2才能保证电力转换过程的持续进行。
[0005]工业上获取CO2的主要方式是碳捕集，比如火电厂燃烧后烟气的碳捕集或化工厂CO2排放气的碳捕集。通过这些方式虽然可以获得大量CO2，但是与碳减排的设计目标不一致，原因在于这些CO2的来源还是化石燃料。因此，为了推动彻底的碳减排，必须利用非化石燃料来源的CO2，真正摆脱对化石能源的依赖。
[0006]为了获得完全非化石能源来源的CO2，可以采用生物质的碳捕集，其最根本途径是植物的光合作用。植物利用光合作用吸收空气中的CO2，并固定在植物生物质中，这是地球生态系统碳循环过程中的一个关键环节。因此，利用生物质中的CO2就能够完全避免化石能源的消耗，真正实现碳的零排放(CO2是植物从空气中获取的，将这部分CO2在释放到空气中，CO2的总量并没有增加，因此属于零排放)。
[0007]生物质的碳捕集属于前沿
，目前国内外尚无成熟技术。将生物质捕集的碳用于Power
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X技术，实现零碳排放的可再生能源电力转换利用，是一种极具前景的技术路径，但是目前尚未见诸报道。

技术实现思路

[0008]本技术要解决的技术问题在于，提供一种将生物质利用与可再生能源的电力
转换利用结合的可再生能源电力转换利用系统。
[0009]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种可再生能源电力转换利用系统，包括可再生能源电厂、电解制氢装置、反应器、锅炉以及CO2捕集装置；
[0010]所述可再生能源电厂连接所述电解制氢装置，为所述电解制氢装置提供电力；所述电解制氢装置连接所述反应器，为所述反应器提供氢气；
[0011]所述锅炉连接所述CO2捕集装置，对生物质原料进行燃烧处理并将燃烧产生的烟气输送至所述CO2捕集装置；
[0012]所述CO2捕集装置连接所述反应器，将从烟气中捕集的CO2提供给所述反应器。
[0013]优选地，所述电解制氢装置为碱性电解水装置或PEM质子交换膜电解装置。
[0014]优选地，所述反应器为甲烷合成装置、甲醇合成装置、乙醇合成装置或甲酸合成装置。
[0015]优选地，所述可再生能源电力转换利用系统还包括连接在所述锅炉和CO2捕集装置之间的烟气后处理装置。
[0016]优选地，所述可再生能源电力转换利用系统还包括连接在所述锅炉和烟气后处理装置之间的省煤器。
[0017]优选地，所述可再生能源电力转换利用系统还包括汽轮机、凝汽器和发电机；
[0018]所述汽轮机的进汽端和出汽端分别通过第一管线和第二管线连接所述省煤器的出口端和进口端，形成一个循环回路；
[0019]所述凝汽器设置在所述第二管线上，所述汽轮机输出的蒸汽通过所述凝汽器冷凝为水后再进入所述省煤器；所述锅炉设置在所述第一管线上，使所述第一管线内的冷凝水经过所述锅炉加热形成蒸汽再进入所述汽轮机；
[0020]所述发电机连接在所述汽轮机和电解制氢装置之间，所述汽轮机驱动所述发电机发电并为所述电解制氢装置提供电力。
[0021]优选地，所述第二管线上还设有给水泵，所述给水泵位于所述凝汽器和所述省煤器的进口端之间。
[0022]优选地，所述可再生能源电力转换利用系统还包括换热器；所述换热器连接所述反应器，通过空气回收所述反应器生成的产物的热量。
[0023]优选地，所述换热器还连接所述锅炉，将加热后的空气输送至所述锅炉。
[0024]优选地，所述换热器为板式换热器或管壳式换热器。
[0025]本技术的有益效果：将生物质利用与可再生能源的电力转换利用结合起来，利用Power
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X技术解决当前实际存在的弃风、弃光问题，并实现系统本身的零碳排放，环境效益突出，有利于推动碳减排和能源结构转型，减轻对化石燃料的依赖。
附图说明
[0026]下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：
[0027]图1是本技术一实施例的可再生能源电力转换利用系统的连接框图。
具体实施方式
[0028]为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细
说明本技术的具体实施方式。
[0029]如图1所示，本技术一实施例的可再生能源电力转换利用系统，包括可再生能源电厂1、电解制氢装置2、反应器3、锅炉8以及CO2捕集装置14。
[0030]可再生能源电厂1连接电解制氢装置2，为电解制氢装置2提供电力。电解制氢装置2连接反应器3，用于以水作为原料制备氢气并将制成的氢气提供给反应器3。锅炉8用于对生物质原料进行燃烧处理，产生灰渣和烟气；生物质原料包括农作物废料(如秸秆等)、林木废料等植物料。CO2捕集装置14连接在锅炉8和反应器3之间，接收锅炉8燃烧产生的烟气，从烟气中捕集的CO2并提供给反应器3。氢气(H2)和CO2作为反应器3的合成原料。
[0031]可再生能源电厂1可以是风力发电厂、光能发电厂等等。
[0032]电解制氢装置2可以是碱性电解水装置或PEM质子交换膜电解装置。电解制氢装置2以水为原料生成的氧气可输送至锅炉8进行助燃。
[0033]反应器3可以是但不限于甲烷合成装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可再生能源电力转换利用系统，其特征在于，包括可再生能源电厂、电解制氢装置、反应器、锅炉以及CO2捕集装置；所述可再生能源电厂连接所述电解制氢装置，为所述电解制氢装置提供电力；所述电解制氢装置连接所述反应器，为所述反应器提供氢气；所述锅炉连接所述CO2捕集装置，对生物质原料进行燃烧处理并将燃烧产生的烟气输送至所述CO2捕集装置；所述CO2捕集装置连接所述反应器，将从烟气中捕集的CO2提供给所述反应器。2.根据权利要求1所述的可再生能源电力转换利用系统，其特征在于，所述电解制氢装置为碱性电解水装置或PEM质子交换膜电解装置。3.根据权利要求1所述的可再生能源电力转换利用系统，其特征在于，所述反应器为甲烷合成装置、甲醇合成装置、乙醇合成装置或甲酸合成装置。4.根据权利要求1所述的可再生能源电力转换利用系统，其特征在于，所述可再生能源电力转换利用系统还包括连接在所述锅炉和CO2捕集装置之间的烟气后处理装置。5.根据权利要求4所述的可再生能源电力转换利用系统，其特征在于，所述可再生能源电力转换利用系统还包括连接在所述锅炉和烟气后处理装置之间的省煤器。6.根据权利要求5所述的可再生能源电力转换利用系统，其特征在于，所述可再生...

【专利技术属性】
技术研发人员：史香锟，汤建方，马驰，张淑兴，吴昊，王尧，唐宪友，董军，杨颖，
申请(专利权)人：中广核研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：